• Title/Summary/Keyword: electrical and magnetic exploration

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수중 매장물 조사에 응용되는 전기 및 자기 탐사사례 (Some case histories to detect underwater buried objects by electrical and magnetic methods)

  • 정현기;박영수;임무택;임형래
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2004년도 정기총회 및 제6최 특별 심포지움
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    • pp.118-137
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    • 2004
  • 근래에 금속성 혹은 비금속성 매장 유물이나 포탄 등의 수중 탐색 문제가 강바닥, 호수바닥, 해저 또는 갯벌 등의 얕은 수심 현장에서 자주 발생하고 있다. 본 발표에서는 이러한 목적에 사용되는 최근의 세계적 수중 탐지장비들의 적용성 및 한계를 살펴보고, 수중매장물 조사에 응용될 수 있는 전기 및 자기탐사 사례를 소개한다. 그러나 현재까지 직접적인 수중 매장물 탐사사례는 거의 없으므로 체계적인 보고보다는 앞으로의 다양한 현장 응용에 도움이 될 수중 전기 및 자기 탐사 방법에 대해 강바닥/호수바닥/해저시추공탐사/갯벌등의 관련 국내 현장사례에 대해 정리하여 현장문제 발생시 일조하고자 한다. 대부분의 지하 물리탐사 문제가 그렇듯이 대상체를 효율적으로 찾기 위해서는 직접적인 탐지뿐만이 아니라 조사구역내의 간접적인 지질정보를 최대한 탐사 활용하여야 적중률을 높일 수 있다. 그리고 여기서 소개되는 각종 수중 탐사사례들은 그 자체가 현장 수용에 부응하는 새로운 탐사시스템의 개발에 중요한 설계 지침이 될 수 있다. 한편 다양한 현장 수요에 맞추어 신속 정밀 다채널 배열 센서들에 의한 전자기 방식 실시간 물 바닥 스캐닝 탐지시스템의 설계제안도 제시해 본다.

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폐광산의 토양오염영역 및 폐기된 광미의 탐지 (Geophysical Applications on the Soil-contamination Mapping and Detection of Buried Mine Tailings in the Abandoned Mine Area)

  • 이상규;황세호;이태섭
    • 자원환경지질
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    • 제30권4호
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    • pp.371-377
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    • 1997
  • This paper presents the geophysical applications to the environmenml problem in an abandoned mine area. We would like to focus our attention on the mapping of the soil contamination and the detection of the buried mine tailings. For mapping the soil contamination. measurements of both in-situ magnetic susceptibility (k) and terrain conductivity were carried out. In-situ magnetic susceptibilities of the contaminated soil due to the acid mine drainage show higher values than those of the uncontaminated area. However. those data do not show the correlation with the degree of the soil contamination observed on the surface. The least-squares fitted formula obtained with the measured insitu magnetic susceptibilities is $k=4.8207{\times}W^{0.6332}$, where W is the $Fe^{+2}$ weight percentage. This weight gives most effect to magnetic susceptibility of the soil. Lateral variations of the soil contamination in the shallow subsurface can be detected by the electrical conductivity distributions from EM induction survey. TDIP (Time Domain Induced Polarization) and EM induction surveys were conducted to detect the buried mine tailings. From the results of TDIP, the spatial zone, which shows high chargeability-low resistivity, is interpreted as the buried mine tailings. Therefore, it is concluded that it is possible to discriminate the spatial zone from the uncontaminated ground.

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Electrical Impedance Tomography and Biomedical Applications

  • Woo, Eung-Je
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2007년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.1-6
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    • 2007
  • Two impedance imaging systems of multi-frequency electrical impedance tomography (MFEIT) and magnetic resonance electrical impedance tomography (MREIT) are described. MFEIT utilizes boundary measurements of current-voltage data at multiple frequencies to reconstruct cross-sectional images of a complex conductivity distribution (${\sigma}+i{\omega}{\varepsilon}$) inside the human body. The inverse problem in MFEIT is ill-posed due to the nonlinearity and low sensitivity between the boundary measurement and the complex conductivity. In MFEIT, we therefore focus on time- and frequency-difference imaging with a low spatial resolution and high temporal resolution. Multi-frequency time- and frequency-difference images in the frequency range of 10 Hz to 500 kHz are presented. In MREIT, we use an MRI scanner to measure an internal distribution of induced magnetic flux density subject to an injection current. This internal information enables us to reconstruct cross-sectional images of an internal conductivity distribution with a high spatial resolution. Conductivity image of a postmortem canine brain is presented and it shows a clear contrast between gray and white matters. Clinical applications for imaging the brain, breast, thorax, abdomen, and others are briefly discussed.

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전기장 또는 자기장 송신원을 이용한 벡터 CSMT (Controlled Source Magnetotellurics with Vector Measurement Using Electric and Magnetic Sources)

  • 이희순;송윤호
    • 자원환경지질
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    • 제30권5호
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    • pp.451-458
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    • 1997
  • The horizontal magnetic dipole as well as electrical dipole was adopted as a source to compute one-dimensional electromagnetic field behavior in controlled source magnetotellurics. he Cagniard impedances due to horizontal magnetic dipole source, especially phases, showed better frequency characteristics than those due to electric one. The magnetic dipole is inferior to the electric dipole in the point of relatively weak transmitting power at low frequency. But considering high resistivity charateristics of Korean geology, the magnetic dipole source is recommended for the survey up to depth of 500 m. A vector CSMT was introduced to get more reliable data in the area of two- or three-dimensional structures. A software and interpretation technique using polarization ellipses were developed. The technique was tested by synthetic data, which provided theoretical basis of the methodology. Although CSMT has inevitable limitation of investigation depth due to practically possible source-receiver separation, we proposed to use the technique developed in this paper where MT is not available, for example, in extremely noisy area or for shallow target.

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최적 4 진트리 격자화를 이용한 중력 및 중력 변화율 탐사에서의 고속 지형보정 (Rapid gravity and gravity gradiometry terrain corrections via an adaptive quadtree mesh discretization)

  • Davis, Kristofer;Kass, M.Andy;Li, Yaoguo
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제14권1호
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    • pp.88-97
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    • 2011
  • 최적화된 4진트리 격자화 기법을 이용한 중력변화율 탐사의 지형 효과 계산 방법을 제시하고자 한다. 제시하고자 하는 방법은 항공탐사의 자료처리를 위하여 지형 자료에 최적화된 빠르고 정확한 지형효과 계산법이다. 각 지점에서의 지형효과 계산에 이용되는 지표 고도 자료는 자동적으로 원하는 정밀도를 제공할 수 있는 최대 크기로 격자화 되어 최대 해상도 자료를 이용하는 방법에 비하여 빠른 계산이 가능하다. 이러한 최적화된 격자 크기는 각 지점에서의 거리와 지표의 고도 변화를 고려하여 구성된다 새로운 접근 방법을 검증하기 위하여 수치모델링과 현장자료에 적용하였다. 현장 자료에 적용한 결과 최적 4 진트리 기법은 최고 해상도 자료를 모두 이용한 방법과 비교하여 중력 변화율 자료에서 1EU(E$\"{o}$tv$\"{o}$s unit)의 정밀도를 유지하면서 계산양은 1/351로 줄일 수 있었다. 또한, 중력탐사 결과의 지형보정에 이용한 결과 모든 DEM자료를 이용한 계산에 비하여 310배나 빠른 계산이 가능하였다.

IMU 센서와 비전 시스템을 활용한 달 탐사 로버의 위치추정 알고리즘 (Localization Algorithm for Lunar Rover using IMU Sensor and Vision System)

  • 강호선;안종우;임현수;황슬우;천유영;김은한;이장명
    • 로봇학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.65-73
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    • 2019
  • In this paper, we propose an algorithm that estimates the location of lunar rover using IMU and vision system instead of the dead-reckoning method using IMU and encoder, which is difficult to estimate the exact distance due to the accumulated error and slip. First, in the lunar environment, magnetic fields are not uniform, unlike the Earth, so only acceleration and gyro sensor data were used for the localization. These data were applied to extended kalman filter to estimate Roll, Pitch, Yaw Euler angles of the exploration rover. Also, the lunar module has special color which can not be seen in the lunar environment. Therefore, the lunar module were correctly recognized by applying the HSV color filter to the stereo image taken by lunar rover. Then, the distance between the exploration rover and the lunar module was estimated through SIFT feature point matching algorithm and geometry. Finally, the estimated Euler angles and distances were used to estimate the current position of the rover from the lunar module. The performance of the proposed algorithm was been compared to the conventional algorithm to show the superiority of the proposed algorithm.

종합적 물리탐사에 의한 파쇄대 및 심부 지하수 탐사 (Frture mapping and deep-seated ground water exploration in the crystalline rocks by integrated geophysical techniques)

  • 정승환;김정호;조인기;전정수
    • 지질공학
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    • 제2권2호
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    • pp.113-130
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    • 1992
  • 지하 심부에 발달된 파쇄대 및 단층등은 지하수의 유통통로가 되어 심부 지하수 개발과 직접적인 관련이 있다. 그러므로 지표에서 지하 파쇄대 및 단층을 탐지함은 심부 지하수 개발 대책 수립에 대단히 중요하다. 본 연구에서는 이와 같은 문제에 대한 물리탐사법의 확립을 위해 경주 보문 관관단지내에서 다수의 물리탐사법을 동원하여 종합적인 탐사를 실시 그 자료를 해석하였다. 경주지역은 자력탐사, VLF 전자탐사, 쌍극자 배열 전기탐사, CSAMT 탐사등이 실시되었다. 자려탐사의 목적은 관입암으로 추정되는 화성암의 분포상황의 파악에 VLF 전자탐사는 지표천부의 파쇄대의 탐지에 있다. 쌍극자 배열 전기탐사는 비교적 천부으 비저항 분포 및 단층 파쇄대의 탐지에 CSAMT 탐사는 비교적 심부까지의 비저항 분포 및 단층 파쇄층 탐지에 있다. 경주지역 탐사자료의 종합적인 해석 결과 자력탐사에 의해 퇴적암 하부에 발달하는 화강암의 분포상황을 파악할 수 있었으며, VLF 탐사로써 지표천부의 다수의 파쇄대를 확인하였다. 자력탐사와 전기탐사 그리고 전기탐사의 종합적인 해석에 의해 거의 남북 방향으로 달리는 구조선 및 비저항 분포 상태를 파악할 수 있었으며 이에 의하여 시추가 추천되었다.

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VLF 전자탐사 자료의 해석 (Simple Interpretation of VLF Data)

  • 김희준;남명진;송윤호;서정희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제8권2호
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    • pp.184-190
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    • 2005
  • VLF 주파수 평면파에 대한 지하의 반응을 지배하는 요소들을 물리적으로 간단히 설명하고자 하였다. VLF 법은 비록 탐사심도나 사용 주파수의 제한과 같은 심각한 단점들도 있지만, 지금까지 가장 흔하게 사용되어 온 전자탐사법으로 장점 또한 대단히 많다. 자기장 측정 모드의 경우 가볍고 값싼 장비 덕분에 넓은 영역에서 지하의 전도체를 신속하게 탐사하는데 유용하다. VLF 법을 전기장 모드에서 적용하면 비록 단순하지만 정략적 해석이 가능하며, 저렴한 장비와 신속한 현장작업이라는 장점 덕분에 개략탐사용으로 탐사 초기에 적합하다.

GEOPHYSICAL CHARACTERIZATION OF MARINE CLAYS - FROM GEOTECHNICAL PARAMETER ESTIMATION TO PROCESS MONITORING -

  • Choi, Gye-Chun;Chang, Il-Han;Oh, Tae-Min;Kim, Hak-Sung
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 3차
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    • pp.37-46
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    • 2010
  • Marine clays are soft soil deposits having complicated mineralogy and formation characteristics. Thus, characterization of its geotechnical behavior has been a main issue for geotechnical engineers. Nowadays, the importance and applications of geophysical exploration on marine clays are increasing significantly according to the accuracy, efficiency, and reliability of geophysical survey technology. For marine clays, seismic survey is effective for density and elasticity characterization, while electro-magnetic wave provides the information about the fluid conductivity phenomena inside soil. For practical applications, elastic wave technology can evaluate the consolidation state of natural marine clay layers and estimate important geotechnical engineering parameters of artificially reclaimed marine deposits. Electrical resistivity can provide geophysical characteristics such as particle cementation, pore geometry shape, and pore material phase condition. Furthermore, nondestructive geophysical monitoring is applicable for risk management and efficiency enhancement during natural methane gas extraction from gas hydrate-bearing sediments.

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풍촌층 고품위 석회석 광상 탐사를 위한 암석 물성 특성 (Characterization of Physical Properties for Mineral Exploration of High-grade Limestone in Pungchon Formation)

  • 신승욱;박삼규;조성준
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제20권3호
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    • pp.137-145
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    • 2017
  • 다양한 화학산업에서 사용되는 고품위 석회석은 국내 태백산 분지 일대 상부 풍촌층에 분포하고 있다. 물리탐사는 광범위한 지표면 아래의 지질구조를 조사하는데 가장 효율적인 방법이다. 고품위 석회석 조사와 관련된 물리탐사 연구사례가 거의 선행되지 않았으므로 석회석 조사에 적절한 탐사전략이 아직 마련되지 않았다. 따라서 이 연구에서 암상별 물성연구를 바탕으로 최적의 고품위 석회석 탐사방법을 제안하고, 탐사결과 해석에서 필요한 데이터베이스를 축적하는데 초점을 두었다. 연구를 위한 암석시료는 정선 일대 하부 화절층, 풍촌층, 암맥류를 대상으로 현장 시추 코어에서 채취했고, 실내 물성 측정과 암석 기재를 수행했다. 풍촌층 암석의 대자율은 하부 화절층과 암맥보다 확연히 낮으므로 이러한 암상 경계는 자력 탐사로 구분할 수 있을 것으로 보인다. 또한, 중부 풍촌층 암석의 전기적 물성, 특히 충전성은 상부/하부 풍촌층과 비교하면 차이가 나므로 상부 풍촌층의 고품위 석회석은 유도분극 탐사로 찾을 수 있을 것으로 판단했다.